DE3319540A1

DE3319540A1 - Hydraulically bonded base course material for road construction

Info

Publication number: DE3319540A1
Application number: DE19833319540
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr.-Ing. 4630 Bochum Köhling; Dieter Dr.-Ing. Leininger; Theo Dr.-Ing. 4300 Essen Schieder
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: Ruhrkohle Montalith 4300 Essen De GmbH
Priority date: 1983-05-30
Filing date: 1983-05-30
Publication date: 1984-12-06

Abstract

According to the invention, the binder requirement in producing hydraulically bonded base courses in road construction from fired to distinguish from combustion mining waste is substantially reduced by using a binder/sand/filler mixture in place of a mere binder structure.

Description

Hydraulisch gebundenes Tragschichtenmaterial Hydraulically bound base course material

fur den Straßenbau Die Erfindung betrifft die Verwendung von Bergen in hydraulisch gebunden Tragschichten für den Straßenbau. for road construction The invention relates to the use of mountains in hydraulically bound base courses for road construction.

Die Verfestigung von Nebengestein der Steinkohle (z. B. Waschberge) durch Zumischen von Zement ist nach dem Vortrag von A. Schniering vom 08.02.72 im Haus der Technik in Essen, nach Glückauf, 108, (1972) Nr. 10, S. 391 und 392,und der Technischen Vorschrift und den Richtlinien fur die Ausführung von Bodenverfestigungen und Bodenverbesserungen im Straßenbau (TVV 74 bzw. TVV 81) wie auch nach der deutschen Patentschrift 25 22 851 bekannt. Bei Ermittlung des Zementbedarfes nach dem Merkblatt für die Durchführung von Eignungsprüfungen bei Bodenverfestigung mit Zement ergeben sich für Waschberge der Kornspanne 0 - 80 mm je nach Feinkornanteil und Schieferton-Sandschiefer-Verhältnis Zementgehalte zwischen 4 und 12 Gew.-%. Die gleiche Spanne von Zementgehalten hat auch bei früheren Versuchen in England, in Roads and road construction-Highways and public works, 1969, 47, (554) 43-50, als maßgeblicher Bereich gegolten. In der vorgenannten Patentschrift sind 4 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 8 Gew.-t Zement angegeben. Ein Bindemittel bedarf von weniger als 6 Gew.-% Zement kommt nur in Ausnahmefällen, und zwar nur bei außerordentlich günstig korngestuften Bergen mit extrem geringem Anteil an Tonmineralen vor.The solidification of secondary rock of the hard coal (e.g. washing mountains) by adding cement, according to A. Schniering's lecture on February 8th, 1972 in House of Technology in Essen, according to Glückauf, 108, (1972) No. 10, p. 391 and 392, and the technical regulation and the guidelines for the execution of soil consolidation and soil improvements in road construction (TVV 74 and TVV 81) as well as according to the German Patent specification 25 22 851 known. When determining the cement requirement according to the leaflet for carrying out suitability tests for soil consolidation with cement For washing mountains of the grain range 0 - 80 mm depending on the fine grain content and the slate-sand slate ratio Cement contents between 4 and 12% by weight. Has held the same margin of cement also in earlier attempts in England, in Roads and road construction highways and public works, 1969, 47, (554) 43-50, was considered the relevant area. In the The aforementioned patent specification is 4 to 15% by weight, preferably 5 to 8% by weight of cement specified. A binding agent requires less than 6% by weight of cement only in exceptional cases, and only in the case of extremely low-grade mountains with extremely low grain levels Proportion of clay minerals.

Bei anderen Waschbergen liegen die erforderlichen Bindemittel gehalte so hoch, daß dadurch die Wirtschaftlichkeit und Konkurrenzfähigkeit des betreffenden Baustoffes gegenüber konventionellen Tragschichtenbaustoffen erheblich beeinträchtigt ist. Tragschichten aus hydraulisch gebundenen Bergen haben deshalb bisher keinen nennenswerten Eingang in die Praxis des Straßenbaus gefunden.The required binder levels are found in other wash mountains so high that it reduces the profitability and competitiveness of the The building material is significantly impaired compared to conventional base course building materials is. So far, base courses made of hydraulically bound mountains have not had any found significant entry into the practice of road construction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bindemittel bedarf von Bergen herabzusetzen.The invention is based on the object of requiring the binder To belittle mountains.

Das wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß inerte Füller-und/oder Sandkörnungen den Bergen zugemischt werden, wobei die Menge der zugemischten Körnungen so bemessen ist, daß die Bergekörner voll in den Mörtel aus Zement und zugesetzten Füller- und/oder Sandkörnungen eingebettet sind. Anstelle von Zement können auch andere hydraulisch und ähnlich wirkende Bindemittel verwendet werden.This is achieved according to the invention in that inert filler and / or Sand grains are added to the mountains, the amount of the mixed grains is dimensioned so that the mountain grains are fully immersed in the mortar of cement and added Filler and / or sand grains are embedded. Instead of cement can also other hydraulic and similar binding agents can be used.

Die erfindungsgemäße Einbettung liegt vor, wenn die Summe von Volumenanteilen von Bindemittel, Wasser und inerten Sand- und FUllerkörnungen das Porenvolumen der nach Proctor verdichteten Berge um bis zu 10 %, vorzugsweise um 1 bis 5 Vo.-% übersteigt. Zumindest soll das Porenvolumen ausgefüllt sein. Das stellt sich in Form einer Gleichung wie folgt dar: VM = VBi + VH2O + VS+F # VH Zusatzbedingung: VM - VH = 10 Vol.-%, absolut VM : Volumen des Mörtels H : Volumen der Hohlräume zwischen den Bergekörnern bei Proctordichte (siehe DIN 18 127) VBi : Feststoffvolumen des Bindemittels VH2O : Volumen des Wassers (Feuchtigkeit der Feststoffkomponenten plus zugegebenes Wasser) VS+F : Feststoffvolumen des zugesetzten inerten Sandes und/oder Füllers Vol.-% absolut: Volumen %, bezogen auf das Gesamtvolumen des Probekörpers bzw. der verdichteten Schicht Im Rahmen der Erfindung sind Füller inerte Feststoffe mit Korngrößenverteilungen unter 0,09 mm; Sande sind inerte Körnungen im Korngrößenbereich von 0,09 - 2 mm, ggfs. auch bis 5 mm.The embedding according to the invention is when the sum of the volume fractions of binding agent, water and inert sand and filler grains the pore volume of the mountains compacted according to Proctor by up to 10%, preferably by 1 to 5% by volume. At least the pore volume should be filled. This is presented in the form of an equation as follows: VM = VBi + VH2O + VS + F # VH Additional condition: VM - VH = 10% by volume, absolute VM: volume of the mortar H: volume of the voids between the mountain grains with Proctor density (see DIN 18 127) VBi: solid volume of the binder VH2O : Volume of the water (moisture of the solid components plus added water) VS + F: Solid volume of the added inert sand and / or filler% by volume, absolute: Volume%, based on the total volume of the specimen or the compacted Layer In the context of the invention, fillers are inert solids with particle size distributions below 0.09 mm; Sands are inert grains in the grain size range of 0.09 - 2 mm, possibly also up to 5 mm.

Der erforderliche Bindemittelgehalt ermittelt sich durch Optimierungsversuche mit unterschiedlichen Bindemittelmengen. In der Regel sind dazu drei Proben ausreichend.The required binder content is determined through optimization tests with different amounts of binder. As a rule, three samples are sufficient for this.

Der erforderliche Wassergehalt wird dem optimalen Wassergehalt nach Proctor angeglichen.The required water content is based on the optimal water content Proctor aligned.

Die Mengen an inertem Sand und Füller werden bei obiger Festlegung des Bindemittelgehaltes so eingestellt, daß die Summe der Mörtelkomponenten obige Gleichung erfüllt. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Sand- und Füllermengen dabei so aufeinander abgestimmt sind, daß der Füller die Hohlräume in den Sandkörnungen möglichst weitgehend ausfüllt.The amounts of inert sand and filler are determined as above the binder content adjusted so that the sum of the mortar components above Equation met. It is especially beneficial if the sand and filler quantities are coordinated so that the filler clears the cavities in the sand grains as far as possible.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die von den Fachleuten bisher als Hauptursache für den hohen Bindemittelbedarf der meisten Berge angesehenen Anteile an Schieferton-Feinkorn nicht ausgeschlossen werden müssen, sondern durch Zugabe von inerten Feinkörnungen in Füller- und Sandkorngrößen einerseits durch eine Verdünnung der schädlichen Tonminerale und andererseits durch Vermehrung des Mörtelvolumens unschädlich gemacht werden können.The invention is based on the knowledge that those skilled in the art previously regarded as the main reason for the high demand for binding agents in most of the mountains Shares in shale fine grain do not have to be excluded, but through Addition of inert fine grains in filler and sand grain sizes on the one hand a dilution of the harmful clay minerals and, on the other hand, by increasing the Mortar volume can be made harmless.

Bei der Zugabe von ausschließlich Zement in wirtschaftlich vertretbarer Menge ergibt sich zwar ein relativ fester Zementstein; in diesem Fall reicht das Zementsteinvolumen jedoch nur für eine mehr oder weniger punktförmige Bindung zwischen den Bergekörnern aus.When adding only cement in an economically feasible manner Amount results in a relatively solid cement stone; in this case that's enough Cement stone volume, however, only for a more or less point-like bond between the mountain grains.

Das Gesamtgefüge erreicht damit keine ausreichende Festigkeit. Bei der erfindungsgemäßen Zugabe von zusätzlichem inerten Feinkorn wird zwar die Mörtel festigkeit verringert, aber das Mörtelvolumen so vermehrt, daß die punktförmigen Bindungen in eine volle Einbettung übergehen. Auf diese Weise wird schon bei geringen Zementmengen (Bindemittelmengen) von 2,5 bis 6 Gew.-%, vorzugsweise etwa 3,5 bis 5 Gew.-%, auch in Bergen mit sonst wesentlich höherem Bindemittelbedarf eine ausreichende Festigkeit und Frostbeständigkeit erreicht.The overall structure thus does not achieve sufficient strength. at the inventive addition of additional inert fine grain is the mortar strength decreased, but the mortar volume increased so that the punctiform Transition ties to full embedding. In this way, even at low levels Amounts of cement (amounts of binder) from 2.5 to 6% by weight, preferably from about 3.5 to 5% by weight, even in mountains with an otherwise significantly higher binder requirement, a sufficient one Reached firmness and frost resistance.

Die erfindungsgemäßen Zusätze ermöglichen darüber hinaus die Verwendung auch solcher Berge, die auf Grund ihres an sich hohen Bindemittelbedarfes bisher aus wirtschaftlichen Gründen nicht eingesetzt werden konnten. Dazu zählen beispielsweise besonders tonmineral-und feinkornreiche Bergearten, wie sie meist in mechanisierten Abbaubetrieben anfallen.The additives according to the invention also enable use also those mountains that have so far been due to their high binding agent requirement could not be used for economic reasons. These include, for example especially clay mineral and fine-grained mountain types, as they are mostly in mechanized Mining operations arise.

Claims

, P a t e n t a n s p r ü c h e Use of mountains in hydraulic Bound base courses for road construction, that is to say N e t that the binder requires the addition of inert sand and / or filler grains is lowered, the additives cause a mortar volume, which the pore volume fills or exceeds between the mountain grains.

2. Use according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that mountains with uneconomical binding agent requirements are used will.

3. Use according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n -z It is true that the mortar volume exceeds the pore volume by up to 10% by volume.

4. Use according to one or more of claims 1-3, d a d It is indicated that the binder content is 2.5 to 6% by weight.